KR102256452B1 - 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조 - Google Patents

가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조 Download PDF

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KR102256452B1 KR1020200008092A KR20200008092A KR102256452B1 KR 102256452 B1 KR102256452 B1 KR 102256452B1 KR 1020200008092 A KR1020200008092 A KR 1020200008092A KR 20200008092 A KR20200008092 A KR 20200008092A KR 102256452 B1 KR102256452 B1 KR 102256452B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 서포터 플레이트(110); 서포터 플레이트(110)의 외벽에 설치된 하우징(200); 조작기의 동력으로 이동하는 제1 드라이브 로드(150);
센터 샤프트(161)의 일부가 하우징(200)과 접촉하게 하우징(200)에 설치되고, 제1 브래킷 레버(163)가 하우징(200)의 외부로 노출되어 제1 드라이브 로드(150)에 연결되며, 제2 브래킷 레버(164)가 상기 하우징(200)의 내부에 배치되고, 제1 드라이브 로드(150)의 이동에 따라 회전되는 레버 샤프트 유닛(160);
제2 브래킷 레버(164)에 연결되고, 서포터 플레이트(110)를 관통하며 레버 샤프트 유닛(160)의 회전에 따라 이동되는 제2 드라이브 로드(170);를 포함한다.

Description

가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조{Lever drive structure for Gas-insulated switchgear}
본 발명은, 탱크 내에 고압가스가 채워져 있고, 탱크 외부에서 힘을 작용하여 탱크 내부에서 전력을 개폐하도록 하는 가스 절연 개폐 장치에서, 탱크 내부의 고압가스가 누출되는 것을 방지하도록 하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에 관한 것이다.
일반적으로 가스 절연 개폐 장치 등의 전력 차단기는 고장 전류 차단 및 정격 전류 개폐 시 발생하는 아-크(Arc)는 3 사이클(Cycles) 또는 5 사이클(Cycles) 이내에 차단해야 한다.
가스 절연 개폐 장치는, 탱크 내에 가스가 채워져 있고, 3상 전극이 배치된다. 3상 전극은 레버 구동으로 이동할 수 있고, 양쪽 전극이 접촉하면 통전하고, 양쪽 전극이 분리되면 전력이 단절될 수 있다.
양쪽 전극이 접촉하거나 분리될 때 양쪽 전극 간의 거리가 가까우면 아크 방전이 발생할 수 있는데, 상기 가스는 아크 방전을 없애는 작용을 한다. 종전에는 상기 가스는 육불화황(SF6) 가스가 사용되었지만, 육불화황(SF6) 가스는 대기 환경을 오염시키는 문제가 있기에 다른 매질로 대체되고 있다.
상기 육불화황(SF6) 가스의 대체 매질은 이산화탄소 혼합가스, g3가스, 건조 공기(Dry air), 질소(N2), 육불화황(SF6)과 질소(N2) 혼합가스 등이 적용하고 있다.
상기 대체 매질은 소호 및 절연 성능을 확보하기 위하여 탱크 내부에서 초고압 환경이 필요하고, 예컨대 탱크 내부 압력은 0.9(MPa·G, 20℃)일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 3상 전극은 개폐될 때에 물리적으로 이동하도록 운동하는데, 이러한 운동은 탱크의 외부로부터 물리적인 힘을 전달하도록 기구 구성을 한다.
탱크 내부는 0.9(MPa·G, 20℃)의 초고압이 형성되어 있고, 기구 구성은 탱크 외부의 구성요소와 탱크 내부 구성요소가 연결되어야 기밀이 견고하게 유지되어야 한다.
만일, 가스 절연 개폐 장치는 탱크 내부의 가스가 외부로 누출된다면, 전극 간의 절연 성능이 상실될 수 있고, 인적 손실, 물적 손실 등의 사고가 발생할 수 있다. 특히, 가스 절연 개폐 장치는 전극 간의 절연 성능이 상실되면 고장 전류 차단 실패하거나 정격 전류 개폐 실패하는 등의 사고가 발생할 수 있고, 더욱더 큰 손실을 발생시킬 수 있다.
따라서 가스 절연 개폐 장치는 3상 전극을 운동시킬 수 있으면서도 가스 누출을 방지할 수 있도록 하는 방안이 필요하다.
KR 10-2016923 B1
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전력의 개폐를 위하여 3상 전극을 이동시킬 수 있으면서 초고압 가스의 누출을 방지할 수 있도록 하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 탱크의 내부와 외부를 구획하는 서포터 플레이트(110); 상기 서포터 플레이트(110)의 외벽에 설치된 하우징(200); 조작기의 동력으로 이동하는 제1 드라이브 로드(150); 센터 샤프트(161)의 일부가 상기 하우징(200)과 접촉하게 상기 하우징(200)에 설치되고, 제1 브래킷 레버(163)가 상기 하우징(200)의 외부로 노출되어 상기 제1 드라이브 로드(150)에 연결되며, 제2 브래킷 레버(164)가 상기 하우징(200)의 내부에 배치되고, 상기 제1 드라이브 로드(150)의 이동에 따라 회전되는 레버 샤프트 유닛(160); 상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)을 관통하여 배치되고 한쪽이 상기 제2 브래킷 레버(164)에 연결되며, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 회전에 따라 이동되는 제2 드라이브 로드(170); 상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)의 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 제1 패킹(401); 및 상기 센터 샤프트(161)와 상기 하우징(200)의 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 제2 패킹(402);을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에서, 상기 제1 브래킷 레버(163)와 상기 제2 브래킷 레버(164)는, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 회전축을 중심으로 대칭되는 위치에 배치되고 위에서 내려다볼 때 상기 회전축에서 같은 위치에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에서, 상기 하우징(200)은, 상기 제2 드라이브 로드(170)가 통과하도록 제6 스루 홀(212)이 형성된 제1 페이스(210); 상기 하우징(200)의 바닥을 이루는 제2 페이스(220); 상기 제2 페이스(220)에서 상기 하우징(200)의 내부로 돌출되게 형성된 서포터 보디(222); 및 측면에서 볼 때 상기 서포터 보디(222)에 반원 형상으로 형성되어 상기 센터 샤프트(161)의 일부와 접촉하고, 중앙에 상기 제1 브래킷 레버(163)가 관통되게 배치되는 하프 라운드(224);를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 상기 하우징(200)의 바닥을 이루는 제2 페이스(220); 및 상기 제2 페이스(220)에 오목하게 형성되어 상기 제1 드라이브 로드(150)의 일부를 수용하는 레스트(226);를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 상기 하우징(200)의 양측에 설치되고, 상기 레버 샤프트 유닛(160)이 회전할 수 있도록 상기 레버 샤프트 유닛(160)을 지지하는 제1 커버(310);를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 상기 서포터 플레이트(110)의 내벽에 설치된 브래킷 유닛(130); 상기 브래킷 유닛(130)에 설치되어 회전하는 스윙 샤프트(180); 상기 스윙 샤프트(180)의 양쪽에 고정 설치된 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183); 상기 스윙 샤프트(180)에 고정 설치되고 상기 제1 스위칭 브래킷(181)과 상기 제3 스위칭 브래킷(183)의 중간 위치에 배치되며, 상기 제2 드라이브 로드(170)에 연결되고, 상기 제2 드라이브 로드(170)의 이동에 따라 상기 스윙 샤프트(180)를 회전시키는 제2 스위칭 브래킷(182); 및 상기 제1~3 스위칭 브래킷(181~183)에 각각 설치되어 제1~3 스위치 유닛의 전극을 이동시키도록 하는 제1~3 스위칭 로드(191~193);를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 서포터 플레이트(110)와 하우징(200)의 사이에 기밀을 유지할 수 있고, 센터 샤프트(161)와 하우징(200)의 사이에 기밀을 유지할 수 있어 탱크 내부에 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있고, 이로써 탱크 내부에 가스 압력을 초고압으로 유지할 수 있어 절연 성능을 양호하게 구현할 수 있다.
도 1은 가스 절연 개폐 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2부터 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에서 기밀을 유지하도록 하는 패킹 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6부터 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에서 하우징을 설명하기 위한 도면이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 투입 작용을 설명하기 위한 측단면도 및 평단면도이다.
도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 개방 작용을 설명하기 위한 측단면도 및 평단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조와 비교예를 참조하여 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명하면서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 자세한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
다른 한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
먼저, 도 1을 참조하여 가스 절연 개폐 장치를 설명한다. 도 1은 가스 절연 개폐 장치를 설명하기 위한 도면이다.
탱크(10)의 한쪽에는 박스(20)가 배치될 수 있고, 상기 탱크(10)의 내부에는 제1~3 스위치 유닛(31~33)이 배치될 수 있다.
상기 제1 스위치 유닛(31)은 제1 파워 라인(41)과 제4 파워 라인(51)이 연결될 수 있고, 드라이브 유닛(60)의 작동으로 제1 파워 라인(41)과 제4 파워 라인(51)이 개폐될 수 있다.
상기 제2 스위치 유닛(32)은 상기 제1 스위치 유닛(31)과 마찬가지로, 제2, 5 파워 라인(42, 52)이 연결될 수 있고, 상기 드라이브 유닛(60)의 작동으로 제2 파워 라인(42)과 제5 파워 라인(52)이 개폐될 수 있다.
또한, 상기 제3 스위치 유닛(33)은 상기 제1 스위치 유닛(31)과 마찬가지로, 제3, 6 파워 라인(43, 53)이 연결될 수 있고, 상기 드라이브 유닛(60)의 작동으로 제3 파워 라인(43)과 제6 파워 라인(53)이 개폐될 수 있다.
상기 박스(20)에는 상기 드라이브 유닛(60)을 구동하기 위한 조작기가 설치될 수 있다. 상기 조작기는 모터 작동으로 스프링에 복원력을 형성하고, 상기 스프링은 복원력을 가진 상태에서 대기할 수 있다.
투입 신호가 발생하면, 투입 솔레노이드와 투입 렛치(Latch)가 작동하면서 스프링의 복원력으로 상기 드라이브 유닛(60)을 작동시켜 투입 작용을 할 수 있다.
또한, 상기 조작기는 상기 투입 작용이 진행됨과 아울러 곧바로 또는 동시에 상기 스프링에 복원력을 형성시켜 대기 상태로 전환될 수 있다.
이후, 개방 신호가 발생하면 개방 솔레노이드 및 개방 렛치(Latch)가 작동하여 개방 작용을 할 수 있다.
상기 드라이브 유닛(60)은, 드라이브 로드(62), 드라이브 브래킷(63), 샤프트(64), 스위칭 브래킷(65) 및 스위칭 로드(66)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 드라이브 로드(62)는 상기 조작기의 드라이브 샤프트(141)가 회전하고, 드라이브 브래킷(142)이 함께 정회전 또는 역회전하며, 이로써 드라이브 브래킷(142)과 연결된 드라이브 로드(62)는 왕복 이동할 수 있다. 상기 드라이브 브래킷(63)은 상기 샤프트(64)에 고정되고, 한쪽에 상기 드라이브 로드(62)가 연결될 수 있다. 이로써, 상기 드라이브 로드(62)가 왕복 이동하면, 상기 샤프트(64)는 정회전 또는 역회전을 할 수 있다.
상기 샤프트(64)는 상기 탱크(10)를 관통하여 상기 탱크(10)에 설치될 수 있고, 상기 스위칭 브래킷(65)은 상기 탱크(10) 내부에서 상기 샤프트(64)에 고정 설치될 수 있다. 상기 스위칭 브래킷(65)은 3개로 제공될 수 있고, 3개의 스위칭 브래킷(65)에는 각각 스위칭 로드가 연결될 수 있다. 3개의 스위칭 로드는 상기 제1~3 스위칭 유닛(31~33)에서 각 전극에 연결되어 각 전극을 이동시킬 수 있다.
상기 탱크(10)는 내부 고압에 견딜 수 있도록 원통형 형상으로 설계된다. 또한, 상기 샤프트(64)는 탱크(10)를 관통함과 아울러 회전할 수 있도록 설계되어야 한다. 이러한 복합적인 조건을 충족하기 위하여 탱크(10)에는 별도의 파이프 형태의 구성요소를 설치하고, 파이프 구성에 베어링을 설치하며 파이프 내주면과 샤프트(64)의 사이에 패킹을 갖추어야 하는 등 기계 기구 구성이 고도로 정교하고 복잡한 설계가 필요할 수 있다.
이하, 도 2부터 도5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에 관해서 설명한다. 도 2부터 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에서 기밀을 유지하도록 하는 패킹 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 서포터 플레이트(110), 하우징(200), 제1, 2 드라이브 로드(150, 170); 레버 샤프트 유닛(160) 및 제1, 2 패킹(401, 402)을 포함하여 구성할 수 있다.
상기 서포터 플레이트(110)는 탱크(10)의 한쪽 측면을 구성하는 것으로 탱크(10)의 내부와 외부를 구획할 수 있다. 상기 서포터 플레이트(110)는 제1 스루 홀(112)이 관통되도록 형성할 수 있다.
상기 하우징(200)은 상기 서포터 플레이트(110)의 외벽에 설치될 수 있다.
상기 제1 드라이브 로드(150)는 조작기의 동력으로 이동할 수 있다. 상기 조작기는 스프링, 솔레노이드, 렛치, 모터, 구동축, 링크 등으로 구성할 수 있고, 좀 더 상세하게는 조작기의 축과 드라이브 샤프트(141)가 연결될 수 있고, 드라이브 샤프트(141)에 드라이브 브래킷(142)이 고정될 수 있다.
즉, 조작기가 정회전 작동 또는 역회전 작동함에 따라 상기 드라이브 브래킷(142)은 정회전 또는 역회전하면서 상기 제1 드라이브 로드(150)를 왕복 이동시킬 수 있다.
상기 레버 샤프트 유닛(160)은 센터 샤프트(161)의 일부가 상기 하우징(200)과 접촉하게 상기 하우징(200)에 설치될 수 있다.
상기 레버 샤프트 유닛(160)은 한쪽에 제1 브래킷 레버(163)가 형성되고, 다른 한쪽에 제2 브래킷 레버(164)가 형성될 수 있다.
상기 제1 브래킷 레버(163)가 상기 하우징(200)의 외부로 노출되어 상기 제1 드라이브 로드(150)에 연결될 수 있고, 상기 제2 브래킷 레버(164)가 상기 하우징(200)의 내부에 배치될 수 있다.
즉, 상기 레버 샤프트 유닛(160)은 상기 제1 드라이브 로드(150)의 이동에 따라 회전될 수 있다.
상기 제2 드라이브 로드(170)는 상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)을 관통하여 배치될 수 있고, 한쪽이 상기 제2 브래킷 레버(164)에 연결될 수 있다.
즉, 상기 제2 드라이브 로드(170)는, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 회전에 따라 이동될 수 있다.
상기 제1 패킹(401)은 상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)의 사이에 배치되어 기밀을 유지할 수 있다.
상기 제2 패킹(402)은 상기 센터 샤프트(161)와 상기 하우징(200)의 사이에 배치되어 기밀을 유지할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 서포터 플레이트(110)와 하우징(200)의 사이에 기밀을 유지할 수 있고, 센터 샤프트(161)와 하우징(200)의 사이에 기밀을 유지할 수 있어 탱크 내부에 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)은 평탄한 면으로 접촉하는 것으로써 탱크(10) 내부에 초고압이 형성되더라도 제1 패킹(401)으로 초고압의 기밀 유지를 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 제2 패킹(402)은 상기 센터 샤프트(161)의 원통 형상에 밀착되는 형태로 제공됨으로써 센터 샤프트(161)가 상기 하우징(200)에서 회전하더라도 기밀을 양호하게 유지할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는 탱크(10) 내부에 가스 압력을 초고압으로 유지할 수 있어 절연 성능을 양호하게 구현할 수 있다.
한편으로, 상기 제1 브래킷 레버(163)와 상기 제2 브래킷 레버(164)는, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 회전축을 중심으로 대칭되는 위치에 배치되고, 위에서 내려다볼 때 상기 회전축에서 같은 위치에 배치될 수 있다.
이로써 상기 제1 브래킷 레버(163)가 당겨지면 상기 제2 브래킷 레버(164)는 밀리고, 반대로, 상기 제1 브래킷 레버(163)가 밀리면 상기 제2 브래킷 레버(164)는 당겨질 수 있다.
특히, 레버 샤프트 유닛(60)은 센터 샤프트(161)가 하우징(200)에 제2 패킹(402)으로 밀착되어 기밀이 유지되고, 하우징(200)에서 회전하는 것으로써 하우징(200)의 외부에서 제1 브래킷 레버(163)를 당기거나 밀면 하우징(200)의 내부에서 제2 브래킷 레버(164)가 움직일 수 있다.
또한, 위에서 내려다볼 때 상기 회전축에서 같은 위치에 배치됨으로써, 제1 브래킷 레버(163)를 당기거나 밀 때 작용하는 힘이 레버 샤프트 유닛(60)에서 어느 한쪽으로 쏠리지 않고 제2 브래킷 레버(164)에 작용할 수 있다.
도 6부터 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조에서 하우징을 설명하기 위한 도면이다.
상기 하우징(200)은, 박스 형태로 제공될 수 있고, 좀 더 상세하게는, 서포터 플레이트(110)와 접하는 제1 페이스(210), 하우징(200)의 바닥을 이루는 제2 페이스(220), 양쪽 측면을 이루는 제3 페이스(230) 및 상면을 이루는 제4 페이스(240)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 제1 페이스(210)는 상기 제2 드라이브 로드(170)가 통과하도록 제6 스루 홀(212)이 형성될 수 있다.
상기 제2 페이스(220)에서 상기 하우징(200)의 내부로 돌출되게 서포터 보디(222)가 형성될 수 있다.
상기 서포터 보디(222)는 측면에서 볼 때 하프 라운드(224)가 반원 형상으로 형성될 수 있고, 상기 하프 라운드(224)에 상기 센터 샤프트(161)의 일부가 접촉할 수 있다. 또한, 상기 하프 라운드(224)는 중앙에 상기 제1 브래킷 레버(163)가 관통되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 하프 라운드(224)에는 옆에서 보면 호 형상이고, 위에서 내려다보면 사각형 형상의 포켓이 형성될 수 있고, 상기 포켓에 상기 제2 패킹(402)이 수용될 수 있다.
즉, 상기 하프 라운드(224)에 상기 레버 샤프트 유닛(160)이 조립되면, 센터 샤프트(161)의 일부가 상기 하프 라운드(224)와 접촉될 수 있고, 상기 제2 패킹(402)은 레버 샤프트 유닛(160)과 하우징(200) 간의 기밀을 견고하게 유지할 수 있다.
특히, 상기 제2 패킹(402)은 상기 센터 샤프트(161)의 표면 형상과 대응한 형상으로 형성됨으로써 상기 센터 샤프트(161)가 회전 운동에 방해되지 않으면서 기밀을 양호하게 유지할 수 있다.
한편으로, 상기 하우징(200)은 상기 제2 페이스(220)에 오목하게 레스트(226)가 형성될 수 있고, 상기 레스트(226)는 상기 제1 드라이브 로드(150)의 일부를 수용할 수 있다. 이로써 상기 레버 샤프트 유닛(160)은 제1 브래킷 레버(163)의 돌출 높이를 작게 형성시키더라도 상기 제1 드라이브 로드(150)가 하우징(200)과 간섭하는 것을 회피할 수 있다.
또한, 상기 하우징(200)이 상기 제1 드라이브 로드(150)의 일부를 수용하도록 구성함으로써 상기 하우징(200)의 전체적인 외형 크기를 작게 설계할 수 있다.
다른 한편으로, 하우징(200)은 양쪽 측면의 제3 페이스(230)에 제1 커버(310)를 설치할 수 있다. 상기 제3 페이스(230)와 상기 제1 커버(310) 사이에 제3 패킹(403)이 설치되어 기밀을 유지할 수 있다.
상기 제1 커버(310)는 상기 레버 샤프트 유닛(160)이 회전할 수 있도록 상기 레버 샤프트 유닛(160)을 지지할 수 있다. 좀 더 상세하게는, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 양측 끝부분은 사이드 샤프트(162)가 형성될 수 있고, 상기 사이드 샤프트(162)는 베어링(312)이 설치될 수 있으며, 상기 베어링(312)은 상기 제1 커버(310)에 장착될 수 있다.
특히, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 중심과 하프 라운드(224)의 중심을 정교하게 일치하도록 배치한 상태에서 상기 제1 커버(310)를 상기 하우징(200)에 조립할 수 있다. 이로써 상기 레버 샤프트 유닛(160)이 회전할 때 회전축이 어느 한쪽으로 틀어지지 않고 정교하게 정위치를 유지한 상태로 회전할 수 있다.
상기 레버 샤프트 유닛(160)이 정위치에서 회전함으로써 상기 센터 샤프트(161)의 표면이 상기 하프 라운드(224)와 이루는 간격에 변화가 없이 정교하게 유지될 수 있고, 이로써 제2 패킹(402)은 전체적으로 균일한 압력이 형성되어 제2 패킹(402)의 일부가 밀리거나 뭉치지 않아 기밀을 좀 더 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 사이드 샤프트(162)의 바깥 둘레와 상기 제1 커버(310)의 사이에 O 링을 갖출 수 있고, 이로써 O 링은 기밀을 유지하고, 상기 사이드 샤프트(162)의 회전 운동에 방해되지 않는다.
또한, 상기 사이드 샤프트(162)의 바깥 둘레 지름은 상기 센터 샤프트(161)의 바깥 둘레 지름보다 작게 형성할 수 있고, 이로써 상기 센터 샤프트(161)의 단면에 디스크 형태의 디스크 패킹을 끼워 넣을 수 있으며, 디스크 패킹은 상기 제1 커버(310)와 밀착되어 기밀을 유지하는 데에 이바지할 수 있다.
상기 제4 페이스(240)에는 제2 커버(320)가 설치될 수 있고, 상기 제4 페이스(240)와 상기 제2 커버(320) 사이에 제4 패킹(404)이 설치될 수 있으며, 상기 제4 패킹(404)은 하우징(200)의 기밀을 유지하는 데에 이바지할 수 있다.
한편, 상기 제2 커버(320)는 상기 하우징(200)에서 분리하면 상기 하우징(200)의 내부로 접근할 수 있고, 이로써 상기 레버 샤프트 유닛(160)에 대하여 수리하거나 할 때 쉽게 접근할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 브래킷 유닛(130), 스윙 샤프트(180), 제1~3 스위칭 브래킷(181~183) 및 제1~3 스위칭 로드(191~193)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 브래킷 유닛(130)은 상기 서포터 플레이트(110)의 내벽에 설치될 수 있다.
상기 브래킷 유닛(130)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 플레이트(132)와 제2 플레이트(134) 사이에 제3, 4 플레이트(138, 139)를 배치할 수 있다.
상기 제1 플레이트(132)는 제2 스루 홀(133)이 형성될 수 있고, 상기 제2 스루 홀(133)은 상기 제2 드라이브 로드(170)가 통과할 수 있다.
또한, 상기 제2 플레이트(134)는 3개의 제3, 4, 5 스루 홀(135, 136, 137)이 뚫린 형태로 형성될 수 있다.
상기 스윙 샤프트(180)는 상기 브래킷 유닛(130)에 설치될 수 있고, 좀 더 구체적으로 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 제3 플레이트(138)와 상기 제4 플레이트(139)에 베어링 하우징(120)이 설치될 수 있고, 상기 스위칭 샤프트(180)가 상기 베어링 하우징(120)에 설치될 수 있다.
상기 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183)은 상기 스윙 샤프트(180)의 양쪽에 고정 설치될 수 있다.
상기 제2 스위칭 브래킷(182)은 상기 스윙 샤프트(180)에 고정 설치될 수 있다. 또한, 상기 제2 스위칭 브래킷(182)은 상기 제1 스위칭 브래킷(181)과 상기 제3 스위칭 브래킷(183)의 중간 위치에 배치될 수 있으며, 상기 제2 드라이브 로드(170)에 연결될 수 있다.
이로써 상기 제2 스위칭 브래킷(182)은 상기 제2 드라이브 로드(170)의 이동에 따라 상기 스윙 샤프트(180)를 회전시킬 수 있고, 상기 스윙 샤프트(180)가 회전함으로써 상기 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183)이 함께 회전할 수 있다.
상기 제1~3 스위칭 로드(191~193)는 상기 제1~3 스위칭 브래킷(181~183)에 각각 설치될 수 있다. 한편, 도 1에 나타낸 바와 같이 가스 절연 개폐 장치는 3개의 스위치 유닛을 갖고, 각 스위치 유닛은 전극이 이동할 수 있다.
상기 제1~3 스위칭 로드(191~193)는 제1~3 스위치 유닛의 전극에 연결되어 상기 제1~3 스위치 유닛의 전극을 이동시킬 수 있다.
즉, 상기 제2 드라이브 로드(170)가 전진 운동 또는 후퇴 운동함으로써 제1~3 스위칭 브래킷(181~183)이 한꺼번에 회전할 수 있고, 제1~3 스위칭 로드(191~193)가 한꺼번에 전진 운동 또는 후퇴 운동할 수 있다.
특히, 제2 드라이브 로드(170)는 3개의 제1~3 스위칭 브래킷(181~183) 중에 가운데에 배치된 제2 스위칭 브래킷(182)에 연결됨으로써, 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183)이 제2 스위칭 브래킷(182)과 정교하게 동시에 움직일 수 있고 이로써 고압의 3상 전원을 동시에 연결하거나 동시에 단절할 수 있어 전력 개폐 작동 신뢰성을 향상할 수 있다.
이하, 도 11부터 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조의 작용을 설명한다.
도 11과 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 투입 작용을 설명하기 위한 측단면도 및 평단면도이다.
도 11과 도 12를 참조하면, 제1 드라이브 로드(150)가 오른쪽으로 이동되어 당겨진 상태이고, 이로써 레버 샤프트 유닛(160)은 왼쪽으로 회전한 상태이며, 제2 드라이브 로드(170)는 왼쪽으로 밀려난 상태이다. 이로써 제2 스위칭 브래킷(182)은 반시계방향으로 회전하고 아울러 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183)은 제2 스위칭 브래킷(182)과 함께 동시에 반시계방향으로 회전한다.
상기 제1~3 스위칭 브래킷(181~183)은 각각의 제1~3 스위칭 로드(191~193)를 밀어낸다. 상기 제1~3 스위칭 로드(191~193)가 밀리면 제1~3 스위치 유닛 내부에서 접점 단자가 접촉하여 전기가 통할 수 있다.
도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조를 개방 작용을 설명하기 위한 측단면도 및 평단면도이다.
도 13과 도 14를 참조하면, 제1 드라이브 로드(150)가 왼쪽으로 이동되어 밀려난 상태이고, 이로써 레버 샤프트 유닛(160)은 오른쪽으로 회전한 상태이며, 제2 드라이브 로드(170)는 오른쪽으로 당겨진 상태이다. 이로써 제2 스위칭 브래킷(182)은 시계 방향으로 회전하고 아울러 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183)은 제2 스위칭 브래킷(182)과 함께 동시에 시계 방향으로 회전한다.
상기 제1~3 스위칭 브래킷(181~183)은 각각의 제1~3 스위칭 로드(191~193)를 당긴다. 상기 제1~3 스위칭 로드(191~193)를 당기면 제1~3 스위치 유닛 내부에서 접점 단자가 분리되어 전기가 단절된다.
이하 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조의 효과를 설명한다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조와 비교예를 참조하여 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 15에서 실시예는 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183)이 제2 스위칭 브래킷(182)을 기준으로 제2 스위칭 브래킷(181)의 양쪽에 대칭되게 배치되고, 레버 샤프트 유닛(160)은 제1, 2 브래킷 레버(163, 164)가 회전을 중심으로 대칭되게 형성된 구성이다.
도 15에서 비교예 1은 레버 샤프트 유닛(160)에서 제1 브래킷 레버와 제2 브래킷 레버가 서로 어긋난 위치에 배치된 구성이다.
도 15에서 비교예 2는 레버 샤프트 유닛이 배제되어 제2 스위칭 브래킷과 제1 드라이브 로드가 직결된 구성이다.
도 15에 나타낸 실시예와 비교예 1, 2는 다음 [표 1]과 같이 평가된다.
Figure 112020007138050-pat00001
실시예는 고압력 고속 구동에서 기밀 성능이 양호하게 구현되었다. 힘 전달 체계는 조작기 힘의 증가 없이 원활하게 작동됐고 이로써 소형화 설계를 할 수 있다. 또한, 조작기에서 작용한 힘이 손실 없이 차단부까지 전달되었다. 즉, 실시예는 모든 평가 항목에서 모두 아주 좋음으로 평가되었다.
비교예 1은, 회전 구동 부분의 기밀 성능 양호하였지만, 힘 전달 체계에서 힘 손실이 발생하였고, 힘 손실을 보완하기 위하여 조작기 힘을 증가할 필요가 있었으며, 이로써 조작기 구성요소의 크기 증가하여 소형화 설계에 불리하고, 신뢰도가 저하되는 것으로 평가되었다.
비교예 2는 힘 전달 체계에서 힘 손실이 없고, 조작기의 소형화를 구현할 수 있지만, 고압 고속 구동에서 기밀 성능이 취약하였고, 신뢰도가 낮게 평가되었다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 표 1에서 알 수 있듯이, 고압력 고속 구동에서 기밀 성능 평가, 힘 전달 체계 평가, 조작기 소형화 및 신뢰도 평가 및 제품 최적화 평가 등 모든 평가 항목에서 모두 아주 좋음으로 평가되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 고압력의 기밀 압력 체계에서 기밀 외부 구동부가 피 구조물에 힘을 전달할 때 최소한의 축적된 힘을 이용하여 힘을 전달할 수 있고, 이로써 고압력 기밀 압력 상태를 영구적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 전력 개폐 장치의 친환경 정책으로 인하여 절연 및 소호 매질 고압력 유지가 매우 중요한데, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 전력 개폐 장치의 절연 및 소호 매질이 기밀 불량으로 절연 파괴 및 고장 차단할 때 차단 실패로 인한 사고를 방지하거나 현저하게 줄일 수 있다.
나아가 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는, 전력 개폐 장치의 국한을 넘어 고압력의 압력 체계에서의 힘을 전달되는 기계장치 등의 산업 분야에 이바지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 해당 업계 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조는 탱크 내에 고압 기체가 충전된 상태에서 탱크 외부에서 탱크 내부로 힘을 작용하여 탱크 내부에서 고속으로 전류를 개폐할 때 기밀을 유지하는 데에 이용할 수 있다.
10: 탱크 20: 조작기
31~33: 제1~3 스위치 유닛 41~43: 제1~3 파워 라인
51~53: 제4~6 파워 라인
60: 드라이브 유닛 62: 드라이브 로드
63: 드라이브 브래킷 64: 샤프트
65: 스위칭 브래킷 66: 스위칭 로드
100: 드라이브 유닛 110: 서포터 플레이트
112, 133, 135, 136, 137: 제1~5 스루 홀
120: 베어링 하우징 130: 브래킷 유닛
132, 134, 138, 139: 제1~4 플레이트
141: 드라이브 샤프트 142: 드라이브 브래킷
150, 170: 제1, 2 드라이브 로드
160: 레버 샤프트 유닛 161: 센터 샤프트
162: 사이드 샤프트
163, 164: 제1, 2 브래킷 레버
180: 스위칭 샤프트
181~183: 제1~3 스위칭 브래킷
191~193: 제1~3 스위칭 로드
200: 하우징
210, 220, 230, 240: 제1~4 페이스
212: 제6 스루 홀 222: 서포터 보디
224: 하프 라운드 226: 레스트
310, 320: 제1, 2커버 312: 베어링
401~404: 제1~4 패킹

Claims (6)

  1. 탱크의 내부와 외부를 구획하는 서포터 플레이트(110);
    상기 서포터 플레이트(110)의 외벽에 설치된 하우징(200);
    조작기의 동력으로 이동하는 제1 드라이브 로드(150);
    센터 샤프트(161)의 일부가 상기 하우징(200)과 접촉하게 상기 하우징(200)에 설치되고, 제1 브래킷 레버(163)가 상기 하우징(200)의 외부로 노출되어 상기 제1 드라이브 로드(150)에 연결되며, 제2 브래킷 레버(164)가 상기 하우징(200)의 내부에 배치되고, 상기 제1 드라이브 로드(150)의 이동에 따라 회전되는 레버 샤프트 유닛(160);
    상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)을 관통하여 배치되고 한쪽이 상기 제2 브래킷 레버(164)에 연결되며, 상기 레버 샤프트 유닛(160)의 회전에 따라 이동되는 제2 드라이브 로드(170);
    상기 서포터 플레이트(110)와 상기 하우징(200)의 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 제1 패킹(401); 및
    상기 센터 샤프트(161)와 상기 하우징(200)의 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 제2 패킹(402)을 포함하고,
    상기 하우징(200)은,
    상기 제2 드라이브 로드(170)가 통과하도록 제6 스루 홀(212)이 형성된 제1 페이스(210);
    상기 하우징(200)의 바닥을 이루는 제2 페이스(220);
    상기 제2 페이스(220)에서 상기 하우징(200)의 내부로 돌출되게 형성된 서포터 보디(222); 및
    측면에서 볼 때 상기 서포터 보디(222)에 반원 형상으로 형성되어 상기 센터 샤프트(161)의 일부와 접촉하고, 중앙에 상기 제1 브래킷 레버(163)가 관통되게 배치되는 하프 라운드(224);
    를 포함하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브래킷 레버(163)와 상기 제2 브래킷 레버(164)는,
    상기 레버 샤프트 유닛(160)의 회전축을 중심으로 대칭되는 위치에 배치되고, 위에서 내려다볼 때 상기 회전축에서 같은 위치에 배치된 것;
    을 포함하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(200)의 바닥을 이루는 제2 페이스(220); 및
    상기 제2 페이스(220)에 오목하게 형성되어 상기 제1 드라이브 로드(150)의 일부를 수용하는 레스트(226);
    를 포함하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(200)의 양측에 설치되고, 상기 레버 샤프트 유닛(160)이 회전할 수 있도록 상기 레버 샤프트 유닛(160)을 지지하는 제1 커버(310);
    를 포함하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서포터 플레이트(110)의 내벽에 설치된 브래킷 유닛(130);
    상기 브래킷 유닛(130)에 설치되어 회전하는 스윙 샤프트(180);
    상기 스윙 샤프트(180)의 양쪽에 고정 설치된 제1, 3 스위칭 브래킷(181, 183);
    상기 스윙 샤프트(180)에 고정 설치되고 상기 제1 스위칭 브래킷(181)과 상기 제3 스위칭 브래킷(183)의 중간 위치에 배치되며, 상기 제2 드라이브 로드(170)에 연결되고, 상기 제2 드라이브 로드(170)의 이동에 따라 상기 스윙 샤프트(180)를 회전시키는 제2 스위칭 브래킷(182); 및
    상기 제1~3 스위칭 브래킷(181~183)에 각각 설치되어 제1~3 스위치 유닛의 전극을 이동시키도록 하는 제1~3 스위칭 로드(191~193);
    를 포함하는 가스 절연 개폐 장치용 레버 구동 구조.
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